سنتز کامپوزیت های پلی یورتان- نانوخاک رس دارای حافظه شکلی و بررسی ساختار شیمیایی و برهم کنش های بین نانوذرات و پلیمر در آنها

سادات حقایق, مهناز; میرمحمدصادقی, گیتی; شمایلی, بهمن

doi:10.22063/jipst.2012.545

سنتز کامپوزیت های پلی یورتان- نانوخاک رس دارای حافظه شکلی و بررسی ساختار شیمیایی و برهم کنش های بین نانوذرات و پلیمر در آنها

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

مهناز سادات حقایق

گیتی میرمحمدصادقی

بهمن شمایلی

10.22063/jipst.2012.545

چکیده

تاکنون پژوهش های مختلفی در زمینه پلیی ورتان های دارای حافظه شکلی انجام شده، اما درباره پلیی ورتان بر پایه پلی کاپرولاکتون با وزن مولکولی ٢٠ g/mol گزارشی اعلام نشده است. دراین پژوهش سعی شد، به این سوال پاسخ داده شود که ساختار شیمیایی، نحوه پراکنش نانوذرات در بستر پلیمر و برهم کنش های بین نانوذرات و پلیمر در کامپوزیت های پلیی ورتان نانوخاک رس بر پایه پلی کاپرولاکتون با وزن مولکولی ٢٠ g/mol چگونه است. قطعه های نرم و سخت به ترتیب بر پایه پلی کاپرولاکتون ) PCL ( با وزن مولکولی ٢٠ g/mol و 4،1 - بوتان دی ال و ٤،٤ - دی فنیل متان دی ایزوسیانات )MDI/BDO ( هستند. نسبت وزنی قطعه های نرم به سخت ٦٥/ ٣٥ در نظرگرفته شده است. کامپوزیت ها در مقادیر ١ و ٣ درصد وزنی نانوذرات خاک رس )Closite 30B یاC30B( با پلیمرشدن درجا به روش دومرحله ای سنتز شدند. اثر نانوذرات بر برهم کنش زنجیرهای پلیی ورتان – نانوخاک رس، بلورینگی، خواص مکانیکی و اثر حافظه شکلی به ترتیب با استفاده از روش های طیف سنجی زیرقرمز، گرماسنجی پویشی تفاضلی، آزمون کشش و آزمون حافظه شکلی بررسی شد. مقدار اختلاط فازها و پیوندهای هیدروژنی در مقادیر ١% وزنی نانوذرات خاک رس افزایش یافت، در حالی که وجود ٣% وزنی نانوخاک رس سبب جدایی فاز شد. روش های گرماسنجی پویشی تفاضلی مدوله، پراش پرتوX و میکروسکوپی نیروی اتمی، پراکنش مناسب نانوذرات را برای ١% وزنی نانوذرات خاک رس در ماتریس پلیمر نشان داد. افزودن نانوذرات منجر به استحکام کششی بهتر نسبت به نمونه خالص و بازگشت شکلی بیشتر نسبت به تمام نمونه ها شد. مشخص شد، بلورینگی قطعه های نرم منجر به افزایش مدول و بهبود پارامتر تثبیت شکلی می شود. نتایج حاصل از آزمون گرماوزن سنجی ساز و کار تخریب سه مرحله ای را برای پلیی ورتان بر پایه PCL،MDI و BDO نشان داد.

کلیدواژه‌ها

کامپوزیت پلی یورتان

نانوخاک رس

پلیمرشدن دومرحله ای درجا

خواص حافظه شکلی

ساختار شیمیایی

عنوان مقاله English

Synthesis of Shape Memory Polyurethane/Nanoclay Composites: Chemical Structure and Interactions between Polymer and Nanoclay Particles

نویسندگان English

Mahnaz sadat Haghayegh

Gity Mir Mohamad Sadeghi

bahman shamayeli

چکیده English

Although there are many works published on shape memory polyurethanes, but no report is found on PCL-based polyurethane composite using PCL with molecular weight of 2000 g/mol and nanoclay particles via in-situ polymerization. In this work, we try to approach some problems concerning the chemical structure, dispersion of a noparticles in the matrix and interaction between nanoparticles and polymer in shape memory of PCL (Mn= 2000 g/mol)-based polyurethane/nanoclay composites. While PCL (Mn= 2000 g/mol) polyurethane constituted the soft segments, MDI/BD formed the hard segments. The weight ratio of soft to hard segments was found to be 65/35. Composites were synthesized in presence 1 and 3 wt% of nanoclay (Cloisite®30B) via in-situ polymerization by a two-step method. Effect of nano particles on their interactions with polyurethane chains, crystallinity, mechanical properties and shape memory have been investigated using

کلیدواژه‌ها English

polyurethane composite

Nanoclay

two-step in-situ polymerization

shape memory properties

chemical structure